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EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS


Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, M茅todos y equipos para la mejora del terreno    

La sustituci贸n din谩mica o “puits ballastes” constituye una variante diferenciada de la compactaci贸n din谩mica en la cual la energ铆a de compactaci贸n sirve para constituir inclusiones granulares de gran di谩metro, como refuerzo de los terrenos compresibles, de los que se necesitan varios metros de espesor sobre un estrato de terreno con capacidad portante suficiente.

Se punzona en este caso el terreno con una maza peque帽a y pesada que se deja caer desde cierta altura. Este procedimiento crea un cr谩ter que se rellena con material granular, que se golpea nuevamente con el objeto de desplazar el terreno y hacer penetrar dicho material granular. Con este procedimiento se consigue rigidizar el terreno creando puntos de apoyo que presentan una mayor carga admisible. Adem谩s, la ventaja adicional es que constituyen drenes verticales, aunque no muy profundos, por lo que podr铆an combinarse con tratamientos de mejora de precarga, de forma que se reducir铆an los tiempos de consolidaci贸n del suelo.

Esta t茅cnica combina, por tanto, las ventajas de la compactaci贸n din谩mica y de las columnas de grava.

Aplicaciones:

– Terrenos cohesivos (arcillas y limos blandos o muy blandos), apoyados sobre un sustrato rocoso
– Necesidad de estabilizaci贸n y reducci贸n de los asientos de terraplenes viarios y ferroviarios
– Estructuras con distribuci贸n heterog茅nea de grandes cargas repartidas y puntuales

Principales caracter铆sticas:
– Tasa de incorporaci贸n de material claramente superior a la obtenida por medio de columnas de grava (hasta 20 a 25%)
– Muy alta compacidad de las inclusiones constituidas
– Cada “columna” granular puede soportar cargas importantes de hasta 150 t
– Mejora de las caracter铆sticas mec谩nicas de las capas superficiales del terreno entre las columnas en un 25% y entorno al 50% en los estratos m谩s profundos
– Funcionamento de las inclusiones como drenes verticales reduciendo as铆 el tiempo de consolidaci贸n y acelerando los asientos antes de la construcci贸n

Ventajas:
– Fuerte incremento del m贸dulo de deformaci贸n, de la capacidad portante y de la capacidad drenante del terreno
– T茅cnica bien adaptada a grandes cargas
– Muy alta resistencia interna al corte del material granular que constituye la inclusi贸n
– A diferencia de las columnas de grava, aplicaci贸n adaptada a suelos evolutivos (turbas, org谩nicos…) debido a su reducida esbeltez.

La profundidad del terreno mejorado con esta t茅cnica depende tanto de las caracter铆sticas del terreno como de la energ铆a de los impactos. A este respecto, Menard nos facilita la siguiente f贸rmula para calcular dicha profundidad:

D2 鈮 10路M路h

donde:

D: Espesor a compactar (m)

M: Peso de la maza (kN)

h: Altura de ca铆da de la maza (m)

Aunque la m谩xima profundidad afectada quedar铆a limitada por la siguiente expresi贸n:

D = 0,44路鈭10Mh

Os paso a continuaci贸n un Polimedia explicativo de esta t茅cnica que espero que os guste:

Referencias:

MART脥, J.V.; GONZ脕LEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcci贸n. Mejora de terrenos. Editorial de la Universidad Polit茅cnica de Valencia. Ref. 2004.844. Valencia

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6 noviembre, 2017
 

Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, Excavaciones en zanja y en medio urbano. Hincas de tuber铆a, microt煤neles, EXCAVACIONES Y VOLADURAS, Maquinaria para sondeos y perforaciones    

Topo de percusi贸n. http://www.groundforce.uk.com/

Topo de percusi贸n. http://www.groundforce.uk.com/

La perforaci贸n por compactaci贸n con聽topo de percusi贸n聽(impact moling聽o聽earth piercing): Consiste en una perforaci贸n por impacto empleada en la instalaci贸n de tuber铆a con tecnolog铆a sin zanja (trenchless). La perforaci贸n se realiza sin necesidad de desplazar el suelo (compaction boring). El proceso de perforaci贸n es independiente de la inserci贸n de la tuber铆a.

Se utiliza un dispositivo en forma de torpedo que contiene en su nariz un martillo de movimiento alternativo que provoca una fuerza de impacto que impulsa el torpedo hacia delante. Puede avanzar de聽7 a聽120聽cm por minuto. Tras el torpedo se inserta un cable que sirve para tirar de la tuber铆a que va a colocarse. Si el tubo es r铆gido, entonces se empuja a trav茅s de orificio abierto.

Pueden abrirse di谩metros de 30 a 180 mm en una sola operaci贸n, aunque con m煤ltiples pasadas pueden alcanzarse los 200 – 250 mm de di谩metro.聽Los martillos neum谩ticos de perforaci贸n horizontal son normalmente usados para distancias de entre 5 y 25 m.聽Este m茅todo聽requiere, aparte de los correspondientes planos actualizados de servicios, del acompa帽amiento de t茅cnicas indirectas de localizaci贸n de l铆neas de servicio y tuber铆as, como el georradar (GPR) y el detector electromagn茅tico de servicios, para evitar afectarlas durante la perforaci贸n.

Impact moling

Esquema de la perforaci贸n percusiva (impact moling)

Os dejo a continuaci贸n algunos v铆deos para que ve谩is c贸mo funciona este m茅todo.

Referencias:

YEPES, V. (2014).聽Maquinaria para sondeos y perforaciones.聽Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

 

Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - CANTERAS E INSTALACIONES PARA TRATAMIENTO DE 脕RIDOS, EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, Estudios previos. Emplazamiento de la obra, replanteos, servicios y servidumbres, INSTALACI脫N DE OBRAS, Localizaci贸n y extracci贸n de 谩ridos, Maquinaria para sondeos y perforaciones    

http://greenhousescondo.com.ar

Seg煤n el Documento B谩sico SE-C Cimientos, del C贸digo T茅cnico de Edificaci贸n, el estudio geot茅cnico es el compendio de informaci贸n cuantificada en cuanto a las caracter铆sticas del terreno en relaci贸n con el tipo de edificio previsto y el entorno donde se ubica, que es necesaria para proceder al an谩lisis y dimensionado de los cimientos de 茅ste u otras obras. Existen m煤ltiples t茅cnicas de reconocimiento empleadas en la redacci贸n de un estudio geot茅cnico del terreno. Las t茅cnicas pasan desde una inspecci贸n visual b谩sica, por ejemplo para caracterizar un macizo rocoso), a t茅cnicas de campo o laboratorio.

Pod茅is consultar el siguiente documento realizado por聽Juan Herrera y Jorge Castilla, de la UPM: “Utilizaci贸n de t茅cnicas de sondeos en estudios geot茅cnicos“: 聽http://oa.upm.es/10517/1/20120316_Utilizacion-tecnicas-sondeos-geotecnicos.pdf

Tambi茅n os dejo el siguiente v铆deo realizado por el profesor Jos茅 Ram贸n Ruiz, de la UPV, donde se explican brevemente los conceptos b谩sicos del estudio geot茅cnico, as铆 como las t茅cnicas de reconocimiento m谩s empleadas. Espero que os sea 煤til.

 

9 octubre, 2017
 

Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, Maquinaria para sondeos y perforaciones, MAQUINARIA Y PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS DE CIMENTACIONES Y ESTRUCTURAS, Procedimientos constructivos de cimentaciones, sistemas de retenci贸n de tierras y anclajes    

El Pilote CPI-8 es un聽 pilote perforado con barrena continua tipo h茅lice hasta la profundidad solicitada (“Continuous Flight Auger“, CFA). Se trata de un pilote muy usado en Espa帽a, siempre que tratemos con terrenos flojos, como arenas o arcillas. Se hormigona a trav茅s del n煤cleo de la barrena, mientras 茅sta se va extrayendo, para posteriormente colocar la armadura en hormig贸n fresco con el apoyo de un vibrador hidr谩ulico (lo cual implica una consistencia blanda del hormig贸n). La punta de la barrena queda introducida varios di谩metros dentro del hormig贸n durante su puesta en obra. Este procedimiento resulta muy interesante respecto a otras tipolog铆as en cuanto al tiempo de ejecuci贸n. Los di谩metros habituales son de 350 a 1200 mm.

Se recomienda una dosificaci贸n m铆nima de cemento de 380 Kg/m3 y un cono de 18 a 20 cm, con un 谩rido m谩ximo de 12 mm si es de cantera y 20 mm si es de gravera. Es muy importante garantizar una correcta bombealibidad del hormig贸n para introducirlo a trav茅s de la barrena.

El pilote CPI-8 presenta numerosas ventajas que hacen que sea una tipolog铆a muy empleada en cimentaciones profundas. Entre otras se pueden destacar las siguientes:

鈥 No es necesario el uso de una entubaci贸n o de lodos tixotr贸picos en terrenos inestables, pues la propia barrena permite la contenci贸n del terreno.
鈥 Se puede controlar en todo momento la presi贸n y volumen de hormigonado.
鈥 Permiten realizar el empotramiento del pilote en estratos consistentes.
鈥 Elevado rendimiento, lo que permite plazos de obra muy razonables.

En cuanto a las fases de ejecuci贸n, son las propias del pilotaje con barrena continua:

鈥 Posicionamiento y aplome de la m谩quina para garantizar la verticalidad en la perforaci贸n.
鈥 Perforaci贸n hasta la profundidad especificada.
鈥 Bombeo del hormig贸n por el interior de la barrena y extracci贸n simult谩nea de la barrena helicoidal, que lleva alojada en sus 谩labes el terreno perforado. El hormig贸n se encuentra en todo momento en contacto con la barrena helicoidal. Debe combinarse la velocidad de ascensi贸n de la barrena, el caudal y la presi贸n del hormig贸n para evitar cortes en el fuste del pilote o sobresecciones y excesos de hormig贸n innecesarios.
鈥 Colocaci贸n de la armadura en el hormig贸n.

A continuaci贸n ten茅is un Polimedia donde se explica la construcci贸n de este tipo de pilotes.

Os dejo una colecci贸n de v铆deos, algunos seleccionados por聽Juan Jos茅 Rosas聽 en su blog que espero que os gusten.

Referencias:

YEPES, V. (2016).聽Procedimientos de construcci贸n de cimentaciones y estructuras de contenci贸n. Colecci贸n Manual de Referencia. Editorial Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, 202聽pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

7 octubre, 2017
 

Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, Maquinaria para sondeos y perforaciones    

聽El sondeo a rotaci贸n con barrena helicoidal, maciza o hueca es un m茅todo a perforaci贸n a destroza en la que los materiales salen desmenuzados por la boca del sondeo. Se puede utilizar si el terreno es relativamente blando y cohesivo, y no se encuentran capas cementadas, gravas, o roca en toda la profundidad de realizaci贸n del sondeo. Si se emplea la barra helicoidal hueca, es posible la toma de muestras inalteradas y la realizaci贸n de ensayos “in situ” por el interior de la sonda.

Podemos destacar tres tipos fundamentales: h茅lice corta, h茅lice continua y cucharas auger. (m谩s…)

12 septiembre, 2017
 

Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, Maquinaria para sondeos y perforaciones    

Simba S7 D: Equipo de perforaci贸n de barrenos largos con martillo en cabeza. http://www.atlascopco.es

La forma habitual de perforaci贸n de una roca a rotopercusi贸n es la perforaci贸n con martillo en cabeza. El principio de corte se basa en el impacto realizado en el exterior de la perforaci贸n de un pist贸n de acero sobre una barrena o varillaje, que a su vez transmite la energ铆a al fondo del taladro por medio del elemento final (boca) que fragmenta en esquirlas la roca. Para asegurar una secci贸n circular en el barreno, a cada golpe gira el 煤til para presentar a su corte nueva roca virgen en el fondo del barreno. Adem谩s, es preciso evacuar del barreno los detritus (barrido), lo que se consigue mediante insuflado de aire al fondo del taladro. Parte de la energ铆a del impacto se pierde en la transmisi贸n y en los cambios de secci贸n del varillaje, por lo que la velocidad de penetraci贸n de la perforaci贸n disminuir谩 con la profundidad del barreno.聽Es un sistema que conceptualmente es similar al barrenado manual, donde un operario golpea con una maza la cabeza de una barrena.

Se pueden distinguir los martillos manuales de las perforadoras de martillo en cabeza propiamente dichas. Los primeros son equipos sencillos, actualmente en desuso salvo en demoliciones o perforaciones de peque帽a secci贸n no mecanizable. Los segundos son equipos pesados que, en consecuencia, precisan de su montaje en chasis especiales.

Perforaci贸n manual con martillo en cabeza. www. codelcoeduca.cl

Las perforadoras con martillo en cabeza pueden accionarse mediante martillos neum谩ticos y martillos hidr谩ulicos. El desarrollo de los martillos hidr谩ulicos en los a帽os sesenta y comienzos de los setenta supuso un gran avance tecnol贸gico en la perforaci贸n de rocas.

Tanto las perforadoras neum谩ticas como las hidr谩ulicas constan de los siguientes elementos:

  • Un cilindro que con su movimiento alternativo golpea el extremo de una barrena
  • Un mecanismo de rotaci贸n incorporado al pist贸n (barra rifle o rueda trinquete) o independiente de 茅ste (motor de rotaci贸n)
  • Un sistema que permite el barrido del barreno mediante una aguja de barrido que atraviesa el pist贸n o bien por medio de la inyecci贸n del fluido de barrido lateralmente en la cabeza frontal de la perforadora

 

Perforadoras neum谩ticas

El accionamiento de estas perforadoras es mediante aire comprimido, con una misma presi贸n tanto para el mecanismo de impacto como para el aire de barrido. Son perforadoras que se han empleado de forma tradicional para barrenos de menos de 150 mm de di谩metro. Su peso y tama帽o son menores que el de las perforadoras hidr谩ulicas. Presentan un consumo de aire de unos 2,1-2,8 m3/min por cada cent铆metro de di谩metro, la velocidad de rotaci贸n es de 40-400 rpm y la carrera del pist贸n de 35-95 mm.

La rotaci贸n del varillaje puede realizarse mediante:

  • Barra estriada o rueda de trinquete: Muy generalizado en perforadoras ligeras
  • Motor independiente: Barrenos de gran di谩metro

 

Las longitudes de perforaci贸n con este sistema no superan habitualmente los 30 m debido a las importantes p茅rdidas de energ铆a debidas a las transmisi贸n de la onda de choque y a las desviaciones de los barrenos. Lo normal es utilizar barrenos cortos, con longitudes entre 2 y 15 m y el empleo de di谩metros peque帽os, entre 38 y 100 mm. Adem谩s, a medida que aumenta la longitud del barreno, se precisa de una mayor presi贸n de aire de barrido.

Entre las ventajas de las perforadoras neum谩ticas cabe destacar las siguientes:

  • Gran simplicidad
  • Fiabilidad y bajo mantenimiento
  • Facilidad de reparaci贸n
  • Precios de adquisici贸n bajos

 

Perforadoras hidr谩ulicas

Estos equipos se introdujeron al principio en los trabajos subterr谩neos, pero poco a poco, se est谩n imponiendo en la perforaci贸n en superficie.聽Estructuralmente la perforadora hidr谩ulica es similar a la neum谩tica, aunque el accionamiento se realiza mediante un grupo de bombas que suministran un caudal de aceite que impulsa los componentes. Adem谩s, estas unidades van equipadas con un compresor cuya funci贸n es suministrar aire para el barrido del detritus, pudi茅ndose incrementar la presi贸n del aire con la profundidad del barreno. La presi贸n de trabajo de estos equipos ronda entre 7,5 y 25 MPa, la potencia de impacto entre 6 y 20 kW y la velocidad de rotaci贸n entre 0 y 500 rpm. Aqu铆 el consumo relativo de aire comprimido es menor, entre 0,6 y 0,9聽m3/min por cada cent铆metro de di谩metro.

Martillo hidr谩ulico. www.codelcoeduca.cl

Respecto a las neum谩ticas, necesitan de una mayor inversi贸n inicial, siendo las reparaciones m谩s complejas y costosas, y requiriendo una mejor organizaci贸n y formaci贸n del personal de mantenimiento. En cambio, las ventajas tecnol贸gicas de las perforadoras hidr谩ulicas son las siguientes:

  • Menor consumo de energ铆a: tres veces menos
  • Menor coste de accesorios de perforaci贸n: incremento del 20% de la vida 煤til del varillaje
  • Mayor capacidad de perforaci贸n: velocidades de penetraci贸n entre un 50 y un 100% mayores
  • Mejores condiciones ambientales: m谩s limpios y silenciosos
  • Mayor elasticidad en la operaci贸n: posibilidad de variar la presi贸n de accionamiento, la energ铆a y la frecuencia de golpeo
  • Mayor facilidad para la automatizaci贸n: cambio de varillaje, mecanismos antiatranque, etc.

 

Os dejo un Polimedia explicativo sobre este sistema de perforaci贸n que espero os sea 煤til.

Referencias:

  • DIRECCI脫N GENERAL DE CARRETERAS (1998).聽Manual para el control y dise帽o de voladuras en obras de carreteras. Ministerio de Fomento, Madrid, 390 pp.
  • INSTITUTO TECNOL脫GICO GEOMINERO DE ESPA脩A (1994).聽Manual de perforaci贸n y voladura de rocas. Serie Tecnol贸gica y Seguridad Minera, 2陋 Edici贸n, Madrid, 541 pp.
  • MART脥, J.V.; YEPES, V.; GONZ脕LEZ, F.; ALCAL脕, J. (2012).聽T茅cnicas de voladuras y excavaci贸n en t煤neles.聽Editorial de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia. Ref. 530, 165 pp.
  • UNI脫N ESPA脩OLA DE EXPLOSIVOS (1990).聽Manual de perforaci贸n. Rio Blast, S.A., Madrid, 206 pp.
  • YEPES, V. (2014).聽Maquinaria para sondeos y perforaciones.聽Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.

 

 

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Fluido de perforaci贸n. Im谩gen de Catalana de Perforacions

Fluido de perforaci贸n. Imagen de Catalana de Perforacions

El procedimiento habitual es la perforaci贸n asistida con fluidos. En este caso, la cabeza se empuja por una sarta de perforaci贸n a trav茅s del terreno. El fluido se bombea por el interior de la tuber铆a que forma la sarta de perforaci贸n y retorna por el espacio que existe entre la sarta y las paredes de la perforaci贸n, con el detritus correspondiente, por lo que debe reciclarse para volver a utilizarse. Hay m谩quinas aut贸nomas que llevan consigo los tanques de mezcla y las bombas del fluido, aunque en otras son sistemas independientes.

El uso de la perforaci贸n con lodos es frecuente, pues adem谩s de contener las paredes, permite el transporte del detritus en suspensi贸n al exterior, adem谩s de la lubricaci贸n y refrigeraci贸n de la cabeza de corte. Asimismo, estabilizan la perforaci贸n piloto hasta que se inicia su ensanche. Los fluidos de perforaci贸n suelen ser mezclas de bentonita y agua, aunque hoy existe una tendencia creciente en el uso de pol铆meros. Hay que prever en suelos porosos o fracturados una p茅rdida de fluidos significativa. Cuando se trata de perforar terrenos duros y roca, se pueden utilizar conjuntos de fondo, BHA (bottom hole assembly), que es la parte inferior de la sarta de perforaci贸n que se extiende desde un tricono de perforaci贸n al varillaje. El BHA se acciona mediante un motor de lodos, que utiliza la potencia hidr谩ulica del fluido de perforaci贸n.

Central de tratamiento de lodos. Imagen de Catalana de Perforacions

Central de tratamiento de lodos. Imagen de Catalana de Perforacions

En el v铆deo que os dejo a continuaci贸n se profundiza en el uso de los lodos como fluido de perforaci贸n. Espero que os sea de utilidad.

Referencias:

  • IbSTT Asociaci贸n Ib茅rica de Tecnolog铆a SIN Zanja (2013). Manual de Tecnolog铆as Sin Zanja.
  • Yepes, V. (2014). Maquinaria para sondeos y perforaciones. Apuntes de la Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, Ref. 209. Valencia, 89 pp.
  • Yepes, V. (2015). Aspectos generales de la perforaci贸n horizontal dirigida. Curso de Postgrado Especialista en Tecnolog铆as Sin Zanja, Ref. M7-2, 10 pp.
8 agosto, 2017
 

Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, M茅todos y equipos para la mejora del terreno, Tecnolog铆a para el control y abatimiento del nivel fre谩tico    

A la hora de realizar una excavaci贸n y conseguir estabilizar el suelo, aunque sea de forma provisional, una posibilidad consiste en congelar el suelo, especialmente cuando 茅stos son blandos y est谩n saturados. Ello permite disponer de una pared provisional que impide el desmoronamiento del terreno.

El estudio de la congelaci贸n artificial del suelo precisa conocimientos en relaci贸n con las t茅cnicas de congelaci贸n existentes, as铆 como de las propiedades t茅rmicas y geot茅cnicas del terreno. Como es f谩cil de entender, este procedimiento constructivo requiere la presencia de empresas altamente especializadas.

Fundamento te贸rico

La congelaci贸n del terreno con el fin de conseguir su estabilizaci贸n temporal es una t茅cnica antigua empleada ya en miner铆a desde mediados del siglo pasado. Se basa en la transformaci贸n del agua intersticial en hielo, que en ese estado act煤a como elemento aglutinante de las part铆culas que componen el suelo.

Se consiguen as铆 dos efectos, por una parte un aumento de la resistencia del terreno y por otra una completa impermeabilidad que facilita durante un tiempo las condiciones de excavaci贸n. Pero al mismo tiempo, tambi茅n se alteran otras condiciones geot茅cnicas que pueden afectar a estructuras contiguas a la obra, que en el proyecto previo han de ser estudiadas cuidadosamente.

 

Aplicabilidad

La congelaci贸n es adecuada en una gran variedad de suelos, incluso en casos donde las inyecciones y otros m茅todos no pueden ser utilizados. El requisito que plantea es la necesidad de que los suelos est茅n saturados de agua, ya que de lo contrario el m茅todo no mejora las caracter铆sticas del terreno.

 

Sistemas de congelaci贸n

El procedimiento general se aplica instalando en torno al bloque de suelo que se quiera estabilizar, un conjunto de tubos o sondas de congelaci贸n por las que habr谩 de circular la sustancia refrigerante, con la disposici贸n y separaci贸n entre sondas que aconsejen las condiciones de obra (profundidad de excavaci贸n, planta, etc.) y el terreno.

Como sustancias refrigerantes pueden emplearse salmueras (frecuentemente de cloruro c谩lcico), anh铆drido carb贸nico, o nitr贸geno l铆quido, todas ellas con el mismo fundamento f铆sico: la capacidad de absorci贸n de calor de estas sustancias, al pasar de l铆quido a gas.

La instalaci贸n es diferente, seg煤n el elemento refrigerante sea recuperado (circuito cerrado) o no (circuito abierto). En el primer caso, ha de establecerse un circuito cerrado como el que se muestra en la figura. El fluido en forma l铆quida, pasa por los tubos refrigerantes y al evaporarse a trav茅s de ellos absorbe calor铆as del terreno. Conseguido este efecto, la sustancia en forma de gas se hace pasar por un compresor que en combinaci贸n con un sistema refrigerador lo licua a baja temperatura, y despu茅s es conducida a un dep贸sito, en el que es almacenada en forma l铆quida a alta presi贸n. Desde este dep贸sito el caudal ser谩 bombeado de nuevo a las sondas refrigerantes para ser reutilizado en un nuevo recorrido a trav茅s del circuito cerrado de congelaci贸n.

Cuando la congelaci贸n se aplica sin recuperar la sustancia refrigerante, 茅sta (normalmente nitr贸geno l铆quido), es transportada a pi茅 de obra en camiones cisterna y desde ellos es bombeada a baja temperatura (禄 -196 潞C), directamente hacia las sondas o tubos congeladores de la instalaci贸n: el fluido, despu茅s de pasar a trav茅s de las sondas, ya evaporado es dirigido hasta el final del circuito, en este caso abierto, del cual sale a la atm贸sfera en forma de gas a unos -60 潞C de temperatura.

Este sistema resulta m谩s caro que el anterior por no recuperarse la sustancia refrigerante, pero los efectos de congelaci贸n que se consiguen en la pr谩ctica son m谩s r谩pidos.

 

Existe la opci贸n de utilizar un procedimiento mixto, consistente en combinar la capacidad frigor铆fica del nitr贸geno l铆quido, para efectuar la congelaci贸n del terreno de forma r谩pida, y la econom铆a de la salmuera, para el mantenimiento durante los trabajos de excavaci贸n y ejecuci贸n de la estructura. Para ello, los circuitos de sondas deben estar separados de forma que se puedan utilizar ambos procedimientos.

 

Condiciones de ejecuci贸n

La elecci贸n del procedimiento y medios de congelaci贸n m谩s efectivos, requiere el estudio del terreno y de la obra en tres etapas:

  • Estudio de viabilidad
  • Elecci贸n del sistema
  • Ejecuci贸n y control

 

El objeto del estudio de viabilidad es decidir en primer t茅rmino si la congelaci贸n es factible, con o sin medidas correctoras del terreno y en el primer caso definir qu茅 tipo de medidas deben adaptarse.

Como es l贸gico, es esencial partir de un buen conocimiento hidrogeol贸gico del terreno y de todo el entorno al que pueda afectar el proceso de congelaci贸n. En este estudio tienen especial inter茅s los par谩metros t茅rmicos del suelo, y los geot茅cnicos antes y despu茅s de la congelaci贸n, y en las situaciones intermedias.

Es importante conocer el volumen y las condiciones del agua que pueda estar en contacto con la masa congelada, por la aportaci贸n de calor que puede proporcionar y por los efectos producidos por la velocidad de circulaci贸n: a partir de velocidades de 1,5 – 2 m/d铆a si no es con nitr贸geno l铆quido la congelaci贸n no es factible; con velocidades mayores los tratamientos previos de inyecci贸n por su eficacia y por su escasa incidencia econ贸mica, pueden ser un buen medio corrector. En general los procesos de congelaci贸n son m谩s viables en suelos saturados pero tambi茅n son aplicables en suelos con grados muy bajos (10 %) de saturaci贸n.

Con las conclusiones del estudio de viabilidad debe decidirse el sistema de congelaci贸n y la forma y disposici贸n de los tubos que mejor se adapten a las condiciones del terreno y del espacio disponible. Si la obra lo permite, se suele recurrir a superficies cil铆ndricas (circulares o el铆pticas) para que los esfuerzos que se produzcan sobre el bloque congelado sean principalmente de compresi贸n.

El an谩lisis t茅rmico previo del bloque a congelar es esencial para decidir:

  • la disposici贸n m谩s favorable de las sondas
  • la potencia del equipo de congelaci贸n y
  • el tiempo de funcionamiento que es necesario para conseguir la temperatura de congelaci贸n prevista.

En este tratamiento es muy importante el control de temperaturas en el interior del suelo congelado mediante la disposici贸n de sondas termom茅tricas. As铆, puede controlarse c贸mo progresa la formaci贸n del muro, adem谩s de vigilar su evoluci贸n durante la fase de excavaci贸n, establecer los periodos de mantenimiento y fijar la potencia frigor铆fica necesaria en funci贸n de la respuesta t茅rmica del suelo y la transmisi贸n de calor a trav茅s del paramento excavado.

La resistencia de un suelo congelado est谩 definida como en cualquier otro, por la cohesi贸n y el 谩ngulo de rozamiento. Pero estos par谩metros en este caso, var铆an en funci贸n de la temperatura y del tiempo con leyes diferentes no s贸lo en funci贸n de la composici贸n del suelo sino tambi茅n de la duraci贸n de la carga aplicada.

Ventajas y limitaciones

Las ventajas del tratamiento de congelaci贸n del terreno radica en la posibilidad de ahorro de tiempo y de coste frente a problemas de presencia importante de agua en excavaciones bajo el nivel fre谩tico, adem谩s de en la amplia variedad de suelos donde puede aplicarse. Como limitaciones destacan la alta especializaci贸n que precisa su aplicaci贸n y su elevado coste, por lo que no es muy utilizado en Espa帽a.

Tambi茅n hay que apuntar como inconvenientes que, en el caso de gravas, con cierta velocidad del agua sub谩lvea, la congelaci贸n se hace complicada y necesitar铆a alguna inyecci贸n complementaria. Tampoco es despreciable el asiento producido tras la descongelaci贸n del suelo.

Referencias:

MART脥, J.V.; GONZ脕LEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcci贸n. Mejora de terrenos. Editorial de la Universidad Polit茅cnica de Valencia. Ref. 2004.844. Valencia, 52 pp.

MUZ脕S, F. (1980). El fr铆o, la helada, congelaci贸n de terrenos. Cap铆tulo 16 de Geotecnia y Cimientos III, de J.A. Jim茅nez Salas, Ed. Rueda.

MUZ脕S, F. (1980). 聽Congelaci贸n artificial del terreno. IV Curso sobre T茅cnicas de Mejora del Terreno. Valencia, 16 de octubre. (link)

 

17 julio, 2017
 

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Micropilotes. http://www.civogal.com/

Los micropilotes son pilotes de peque帽o di谩metro de perforaci贸n (< 30cm) y se componen de una barra, tubo de acero o de armadura de acero que constituye el n煤cleo portante, el cual se recubre normalmente de lechada inyectada de cemento que forma el bulbo. Las caracter铆sticas t茅cnicas de los materiales y modo de ejecuci贸n de estos micropilotes permiten lograr altas capacidades de carga (30 a 150 t) tanto a la tracci贸n como a la compresi贸n con deformaciones m铆nimas. Se consigue as铆, un elemento resistente en el que predomina la longitud y resistencia por rozamiento o fuste.

En este post vamos a dejar un par de documentos relacionados realizados por el Comit茅 de Seguridad de AETESS con las medidas de seguridad a adoptar en la ejecuci贸n de esta unidad de obra. Se trata de la Gu铆a T茅cnica de Seguridad AETESS para Micropilotes y Anclajes de la Asociaci贸n de Empresas de la Tecnolog铆a del Suelo y Subsuelo (AETESS) (link) y de un v铆deo descriptivo de la ejecuci贸n de micropiloles (www.aetess.com). Espero que ambos documentos os sean de utilidad.

Referencias:

YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcci贸n de cimentaciones y estructuras de contenci贸n. Colecci贸n Manual de Referencia. Editorial Universitat Polit猫cnica de Val猫ncia, 202聽pp. ISBN: 978-84-9048-457-9.

11 julio, 2017
 
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Publicada By  V铆ctor Yepes Piqueras - EQUIPOS DE SONDEO Y PROCEDIMIENTOS DE MEJORA DE TERRENOS, M茅todos y equipos para la mejora del terreno    

http://www.model-co.com/es/aplicaciones/aplicaciones-lechadas/wet_soil_mixing.asp

http://www.model-co.com/es/aplicaciones/aplicaciones-lechadas/wet_soil_mixing.asp

Esta t茅cnica de mejora y refuerzo de suelos blandos o flojos consiste en el mezclado mec谩nico y profundo de los materiales disgregados del terreno con un aglomerante, l铆quido o s贸lido, generando un nuevo material tipo suelo-cemento. El aglomerante suele ser cemento, cal y bentonita.聽El terreno as铆 estabilizado es m谩s resistente, menos permeable y de menor compresibilidad que el terreno original.

La incorporaci贸n de los aglomerantes al terreno puede llevarse a cabo en forma de lechada (M茅todo h煤medo)聽o mediante aire comprimido (M茅todo seco).聽Para聽 cada caso es necesaria la utilizaci贸n de una herramienta especial que permita la ejecuci贸n de la mezcla en profundidad.

La mezcla profunda de suelos se puede clasificar en dos grupos: mezclado vertical, generando columnas o en masa horizontal, produciendo fajas o extensiones importantes en plantas.

En el caso de mezclado vertical, el di谩metro de la columna es constante en profundidad y depende de la capacidad de la herramienta y el m茅todo que se utilice (h煤medo o seco). Se ejecuta con una mezcladora giratoria que perfora el terreno hasta la profundidad requerida. En ese momento empieza la inyecci贸n del aglomerante mientras se extrae el varillaje.

http://jafecusa.com/?page_id=2796

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La t茅cnica de mezclado en masa consiste en una retroexcavadora en la que el brazo de la pala sustituye por un brazo excavador con un cabezal rotatorio que posee un inyector por el que se impulsa la mezcla aglomerante. Este m茅todo utiliza equipos no complejos: una retroexcavadora y una bomba de inyecci贸n. Es r谩pido en la ejecuci贸n, pero su uso se limita a la longitud del brazo, que no suele ser superior a 5 m.

A continuaci贸n os dejo varios v铆deos y animaciones al respecto.

Referencias:

MART脥, J.V.; GONZ脕LEZ, F.; YEPES, V. (2004). Temas de procedimientos de construcci贸n. Mejora de terrenos. Editorial de la Universidad Polit茅cnica de Valencia. Ref. 2004.844.

7 julio, 2017
 

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